GPU'da termosifon ısı dağıtma teknolojisi
vvvÇeşitli sektörlerde derin öğrenme, simülasyon, BIM tasarımı ve AEC endüstri uygulamalarının gelişmesiyle birlikte, yapay zeka teknolojisi sanal GPU teknolojisinin desteğiyle, güçlü GPU hesaplama gücü analizi gerekmektedir. Hem GPU sunucuları hem de GPU iş istasyonları minyatürleştirilmiş, modülerleştirilmiş ve yüksek düzeyde entegre olma eğilimindedir. Isı akışı yoğunluğu genellikle geleneksel hava soğutmalı GPU sunucu ekipmanının 7-10 katına ulaşır. Modüllerin merkezi kurulumundan dolayı çok sayıda NVIDIA GPU grafik kartı yüksek miktarda ısıya sahip olduğundan ısı yayılımı sorunu çok belirgindir. Geçmişte yaygın olarak kullanılan ısı dağıtma tasarım teknolojisi artık yeni sistemlerin gereksinimlerini karşılayamıyor. Geleneksel su soğutmalı GPU sunucuları veya sıvı soğutmalı GPU sunucuları fan desteğinden ayrılamaz. Bugün termosifon ısı dağıtma teknolojisini analiz edeceğiz.
Şu anda, piyasadaki termosifon ısı dağıtma teknolojisi esas olarak gövde olarak bir kolon veya plaka radyatör kullanıyor, radyatörün tabanına bir ısı ortamı tüpü yerleştiriliyor, kabuğa bir çalışma sıvısı enjekte ediliyor ve bir vakum ortamı oluşturuluyor . Bu normal sıcaklıktaki yerçekimi ısı borusudur. Çalışma süreci şu şekildedir: Radyatörün alt kısmındaki ısıtma sistemi, ısı ortamı borusu aracılığıyla kabuktaki çalışma akışkanını ısıtır. Çalışma sıcaklığı aralığında, çalışma sıvısı kaynar ve buhar, yoğunlaşmak ve ısıyı serbest bırakmak için radyatörün üst kısmına yükselir ve yoğuşma suyu, radyatörün iç duvarı boyunca akar. Isıtma bölümüne geri akış ısıtılır ve tekrar buharlaştırılır ve ısıtma ve ısıtma amacına ulaşmak için ısı, çalışma akışkanının sürekli döngü faz değişimi yoluyla ısı kaynağından soğutucuya aktarılır.
GPU iş istasyonlarında termosifon ısı dağıtımının uygulanması:
Her nesil CPU soğutucusu nasıl adım adım çağdaş teorik performansın sınırına doğru ilerliyor? En ilkel alüminyum soğutuculardan günümüze kadar iyi bir seçimdir. Bazı küçük paletlerin kullanımı çok kolay olduğundan, daha fazla ve daha büyük paletlerin kullanılmasının daha mı iyi olduğunu düşünebilirsiniz? Ancak sonuç öyle değil. Kanatlar ısı kaynağından ne kadar uzaksa, kanatların sıcaklığı da o kadar düşük olur. Sıcaklık çevredeki havanın sıcaklığına düştüğünde kanatçıklar ne kadar uzun yapılırsa yapılsın ısı transferi artmaya devam etmeyecektir.
Modern GPU hesaplama güç tüketimi 75 ila 350 watt veya daha yüksek aralığa girdiğinde, termal tasarım mühendisleri yeni ısı dağıtma yöntemleri geliştirmeye yöneliyor. Isı borusunun kendisi radyatörün ısı dağıtma kapasitesini arttırmaz. İşlevi, metalin kendisinden çok daha yüksek bir ısı transfer verimliliği elde etmek için ısı iletimini ve ısı taşınımını aynı anda kullanmaktır.
1937 gibi erken bir tarihte termosifon teknolojisi ortaya çıktı. Normal çalışma sırasında, ısı borusunun içindeki sıvı kaynar ve buhar, buhar odası aracılığıyla yoğuşma ucuna ulaşır, ardından buhar sıvıya geri döner ve ardından boru çekirdeği aracılığıyla ısı kaynağına geri döner. Borunun çekirdeği genellikle sinterlenmiş metalin içindedir. Bununla birlikte, eğer ısı borusu çok fazla ısı emerse, "ısı borusunun kuruması" olgusu ortaya çıkacaktır. Sıvı, yalnızca buhar odasında buhar haline gelmekle kalmaz, aynı zamanda tüp çekirdeğinde de buhar haline gelir, bu da ısı kaynağına geri dönmek için sıvıya dönüşmesini engeller, bu da ısı borusunun termal direncini büyük ölçüde artırır.
Şimdi öne çıkan noktamız geliyor-termosifon. Termosifon ısı dağıtımı, sıvıyı buharlaşma ucuna geri getirmek için bir tüp çekirdeği kullanan, yalnızca yerçekimini kullanan, bir sirkülasyon oluşturmak için bazı ustaca tasarımlarla birleştirilmiş ve sıvı buharlaştırma işlemini bir su pompası olarak kullanan bir ısı borusuna benzemez. . Bu yeni bir teknoloji değil, büyük ısı salınımına sahip endüstriyel uygulamalarda çok yaygın.
Genel olarak söylemek gerekirse, GPU'nun içindeki soğutucu kaynayacak, yukarı doğru içerideki yoğuşma tarafına akacak, tekrar sıvıya dönüşecek ve buharlaşan tarafa geri dönecektir. Teoride iki önemli avantaj vardır:
1. Isı borularının kurumasını önleyin ve ultra yüksek performanslı çiplerin hız aşırtması için kullanılabilir
2. Su pompasına gerek olmadığından güvenilirliği geleneksel entegre su soğutmasından daha iyidir
Termosifonun ısı dağılımının en önemli noktası, kalınlığının geleneksel 103 mm'den yalnızca 30 mm'ye (üçte birden daha azına) düşürülmesi ve şeklinin nispeten küçük olması ve performanstan ödün vermeyecek olmasıdır. Termosifon ısı dağıtma ekipmanının işlenmesini kolaylaştırmak için çoğu üretici şu anda alüminyum malzemeler kullanmaktadır. Bakır da kullanılır ve yalnızca daha fazla ısı üreten GPU sunucuları için sıcaklık 5-10 derece kadar düşürülebilir.
